应用于光固化打印的匀光透镜及光固化打印系统的制作方法

本技术涉及光固化打印，特别涉及一种应用于光固化打印的匀光透镜及光固化打印系统。

背景技术：

1、光固化成型技术是增材制造领域最受欢迎和最普遍的技术之一，光固化3d打印机打印出来的模型精度比较高，所以，光固化3d打印机成为了许多用户的首选，而打印精度是lcd光固化3d打印机的核心，目前高精密打印的方法主要是获得均匀的平行光透过lcd来实现，也就是说整体光源发光角度越小则打印精度就越高，若投射到曝光屏上面的光能均匀度不足，则液态树脂盒里接受的365～405nm的光能就高低不一，导致打印精度下降。相关技术中，大多数采用紫外led直接照射的方式，光线照射在曝光屏上的均匀性较差，导致整体打印精度较差。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提出一种应用于光固化打印的匀光透镜，旨在解决如何提高光固化打印系统打印精度的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提出的应用于光固化打印的匀光透镜具有入光面和出光面，所述入光面用以供光线射入，所述出光面用以供光线射出，所述入光面为凹球面，所述出光面为自由曲面状的凸曲面。

3、可选地，所述入光面所在虚拟球体的半径设置为70mm至90mm。

4、可选地，所述匀光透镜包括入光部和出光部，所述入光部呈板状，所述出光部连接于所述入光部的一板面，所述入光面设于所述入光部背离所述出光部的一面，所述出光面设于所述出光部。

5、可选地，所述入光部在所述入光面的周围形成遮光区，所述遮光区设有遮光层；

6、和/或，所述出光部还包括连接周面，所述连接周面一侧连接于所述入光部、另一侧连接于所述出光面的周沿，所述连接周面呈平面或凹弧面设置。

7、本实用新型还提出一种光固化打印系统，包括光源、菲涅尔透镜、打印屏幕以及如上所述的匀光透镜，所述匀光透镜设于所述光源的出光侧，所述菲涅尔透镜设于所述匀光透镜远离所述光源的一侧，所述打印屏幕设于菲涅尔透镜远离所述匀光透镜的一侧，其中，所述匀光透镜的入光面朝向所述光源，所述匀光透镜的出光面朝向所述菲涅尔透镜。

8、可选地，所述光源包括主光源矩阵，所述主光源矩阵包括多个发光体，多个所述发光体呈矩阵排布。

9、可选地，所述光源还包括辅光源，所述辅光源包括两个发光体，两所述发光体分别设于所述主光源矩阵的相对两侧；或，所述辅光源包括四个发光体，四个所述发光体分布于所述主光源矩阵的四周。

10、可选地，所述光源的发光体总数量设置为16个至25个。

11、可选地，所述光源与所述入光面之间的最小间距，与所述入光面的宽度之比设置为0.16至0.165。

12、可选地，所述光源与所述匀光透镜的间距设置为5mm至7mm；

13、和/或，所述光源与所述打印屏幕的间距设置为115mm至120mm；

14、和/或，所述菲涅尔透镜与所述打印屏幕的间距设置为1mm至3mm；

15、和/或，所述菲涅尔透镜的焦距设置为100mm至120mm。

16、本实用新型匀光透镜的技术方案中，将透镜的出光面设为自由曲面，可使射出出光面的光线在光固化打印系统的打印屏幕上形成矩形光斑，以适应打印屏幕的形状，提高打印效率。而将透镜的入光面设为凹球面，可配合出光面的自由曲面使射出透镜的光线更加均匀，以提高光固化打印系统的打印精度。光线照射至入光面后，部分会穿过入光面、另一部分会被反射；与平面相比，被凹球面反射的光线不会直接远离凹球面，而是会照射至凹球面的其它部位，如此，可增加射入凹球面的光线，减少被无效反射的光线，从而可提高对光源光线的有效利用率，以提高光固化系统的打印效率。与自由曲面相比，凹球面更易于加工成型，从而可简化匀光透镜的加工过程，提高加工效率。

技术特征：

1.一种应用于光固化打印的匀光透镜，其特征在于，所述匀光透镜具有入光面和出光面，所述入光面用以供光线射入，所述出光面用以供光线射出，所述入光面为凹球面，所述出光面为自由曲面状的凸曲面。

2.如权利要求1所述的应用于光固化打印的匀光透镜，其特征在于，所述入光面所在虚拟球体的半径设置为70mm至90mm。

3.如权利要求1所述的应用于光固化打印的匀光透镜，其特征在于，所述匀光透镜包括入光部和出光部，所述入光部呈板状，所述出光部连接于所述入光部的一板面，所述入光面设于所述入光部背离所述出光部的一面，所述出光面设于所述出光部。

4.如权利要求3所述的应用于光固化打印的匀光透镜，其特征在于，所述入光部在所述入光面的周围形成遮光区，所述遮光区设有遮光层；

5.一种光固化打印系统，其特征在于，包括光源、菲涅尔透镜、打印屏幕以及如权利要求1至4任一项所述的匀光透镜，所述匀光透镜设于所述光源的出光侧，所述菲涅尔透镜设于所述匀光透镜远离所述光源的一侧，所述打印屏幕设于菲涅尔透镜远离所述匀光透镜的一侧，其中，所述匀光透镜的入光面朝向所述光源，所述匀光透镜的出光面朝向所述菲涅尔透镜。

6.如权利要求5所述的光固化打印系统，其特征在于，所述光源包括主光源矩阵，所述主光源矩阵包括多个发光体，多个所述发光体呈矩阵排布。

7.如权利要求6所述的光固化打印系统，其特征在于，所述光源还包括辅光源，所述辅光源包括两个发光体，两所述发光体分别设于所述主光源矩阵的相对两侧；或，所述辅光源包括四个发光体，四个所述发光体分布于所述主光源矩阵的四周。

8.如权利要求6或7所述的光固化打印系统，其特征在于，所述光源的发光体总数量设置为16个至25个。

9.如权利要求5所述的光固化打印系统，其特征在于，所述光源与所述入光面之间的最小间距，与所述入光面的宽度之比设置为0.16至0.165。

10.如权利要求6所述的光固化打印系统，其特征在于，所述光源与所述匀光透镜的间距设置为5mm至7mm；

技术总结
本技术公开一种应用于光固化打印的匀光透镜及光固化打印系统，匀光透镜具有入光面和出光面，入光面用以供光线射入，出光面用以供光线射出，入光面为凹球面，出光面为自由曲面状的凸曲面。光线照射至入光面后，部分会穿过入光面、另一部分会被反射；与平面相比，被凹球面反射的光线不会直接远离凹球面，而是会照射至凹球面的其它部位，如此，可增加射入凹球面的光线，减少被无效反射的光线，从而可提高对光源光线的有效利用率，以提高光固化系统的打印效率。与自由曲面相比，凹球面更易于加工成型，从而可简化匀光透镜的加工过程，提高加工效率。

技术研发人员：张裕
受保护的技术使用者：深圳市章鱼工场科技有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/1/15